СИНЕРГЕТИКА В СУПЕРИОННЫХ КРИСТАЛЛАХ

Авторы
Файлы

Снежков В.И. Мощенко И.Н. Можаев А.М. Статья в формате PDF 115 KB

По Г.Хакену синергетика рассматривает роль коллективных, кооперативных эффектов в процессах самоорганизации. При сильном воздействии на твердое тело проявляются закономерности, общие для неравновесной термодинамики, признающей общим свойством открытых систем самоорганизацию, возникающую вдали от равновесия. При этом в ходе неравновесного процесса из прострaнcтвенно однородного состояния организовывается прострaнcтвенная или временная структура.

Электропроводность твердого кристаллического соединения серебра с йодом AgI при температуре 147^оС увеличивается в тысячи раз. Кристалл переходит из низкотемпературной β-фазы в высокотемпературную (суперионную) α-фазу, которая сохраняется до температуры плавления 555 ^оС.

Такое состояние вещества, в котором некоторые атомы имеют подвижность как в жидкости, а другие сохраняют свое регулярное расположение в кристалле, получило название суперионной проводимости, а вещества, обладающие такими свойствами - суперионики.

Анализ брэгговских рентгеновских пиков показал, что ниже температуры 147 ^оС, в β- фазе, ионы серебра находятся внутри правильных тетраэдров из атомов йода в гексагональной структуре вюрцита. При температуре 147 ^оС наблюдается переход в α- фазу, в которой ионы йода образуют ОЦК- решетку, а подрешетка серебра не упорядочена.

Из общих термодинамических принципов вытекает, что ионный кристалл остается идеальным лишь при температуре абсолютного нуля. При нормальных условиях система переходит в состояние с элементами беспорядка. При повышении температуры создаются точечные дефекты Френкеля, т.е. узловые ионы попадают в междоузлие, оставляя вакансию, увеличивая беспорядок.

Одной из причин возникновения суперионной проводимости считается множественное или коллективное взаимодействие всей совокупности междоузельных ионов и оставленных ими вакансий. При некоторой температуре наступает кризис, - число дефектов возрастает лавинообразно. При фазовом переходе в суперионное состояние важную роль играет энергетика взаимодействия "коллектива" точечных дефектов, представляющих собой ионы в междоузлиях и вакансии, количество которых в миллиарды раз больше, чем в обычных кристаллах.

В исследованном случае наблюдаются закономерности общие для неравновесной термодинамики. Высокопроводящая a- фаза возникает как самоорганизованная структура в открытой системе, подвергающейся воздействию извне притока энергии, через границы системы.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 02-02-17871.

ОРГАНИЗАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СОЗНАНИЕ

Статья в формате PDF 98 KB...